锅炉过热蒸汽温度传感器设计

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1、第**卷第**期仪器仪表学报Vol.**No.*****年*月ChineseJournalofScientificInstrument蒸汽锅炉出口过热蒸汽温度传感器设计作者：XXX（单位：XXXXXXXXXX）摘　要：本文是针对锅炉过热蒸汽温度传感器分析和设计。测量采用铂式热电阻的组成电路，以满足工业上对测量过热蒸汽的要求，包括其传感器的输出范围，线性度，灵敏度要求等关键词：热电阻温度传感器，过热蒸汽，锅炉。Abstract：Thisarticleisinviewoftheboilersuperheatedsteamtemperaturesensoranaly

2、sisanddesign.Measurementusingplatinumthermalresistanceofcircuit,tomeetthedemandoftheindustrytomeasurethesuperheatedsteam,includingitssensoroutputrange,linearity,sensitivityrequirements,etc。Keywords：Thermalresistancetemperaturesensor,Superheatedsteam,Theboiler第**卷第**期仪器仪表学报Vol.**No.*

3、****年*月ChineseJournalofScientificInstrument1引言：锅炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高压过热蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。而在一些反应器有特殊的温度要求的场合，就要对锅炉的出口蒸汽温度进行控制，但控制过热蒸汽的出口温度就缺少不了对过热蒸汽出口温度的测量，本文主要介绍了对锅炉过热蒸汽出口温度的测量传感器的设计。2原理：2.1:锅炉设备介绍燃料与空气按照一定比

4、例送入锅炉燃烧室燃烧，生成的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽，形成中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤一点观其文的过热蒸汽，在汇集到蒸汽母管。过热蒸汽经负荷设备控制，供给负荷设备用，于此同时，燃烧过程器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风送往烟囱，排入大气。其产生的过热蒸汽温度根据用途不同大致范围为250—600℃。2.2:热电阻及其测温原理   在工业应用中，热电偶一般适用于测量500℃以上的较高温度。对于500℃第**卷第**期仪器仪表学报Vol.**No.*****年*月ChineseJournalofScientificIns

5、trument以下的中、低温度，热电偶的输出的热电势很小，这对二次仪表的放大器、抗干扰措施等的要求就很高，否则难以实现精确测量；而且，在较低温区域，冷端温度的变化所引起的相对误差也非常突出。所以测量中、低温度一般使用热电阻温度测量仪表较为合适。 2.2.1热电阻的测温原理 与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。 金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即 Rt=Rt0[1+α（t

6、-t0）] 式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。 半导体热敏电阻的阻值和温度关系为 Rt=AeB/t 式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。 相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。热电阻测温原理及材料：热电阻测温是基于金属导体的电阻

7、值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。1、铂热电阻的温度特性（1）在0~850℃范围内：Rt=（1+At+Bt^2）（2）在-200~0℃范围内：Rt=（1+At+Bt^2+C(t-100)t^3）式中A、B、C的系数各为：A=3.90802×10-3C-1；B=-5.802×10-7C-2C=-4.27350×10-12C-4铂电阻阻值与温度的分度关系由上两式决定。其温度与电阻关系见下图[2]2、铜热电阻的温度特性在-50~150℃范围内：Rt=（

8、1+At+Bt^2+Ct^3）式中A=